Астрономия на пальцах. Для детей и родителей, которые хотят объяснять детям

Как вы видите из графика, несмотря на наличие отдельных исключительных сообществ, типа белых карликов и гигантских звезд, основная масса наблюдаемых светил сосредоточена в главной последовательности. И эта закономерность на что-то нам намекает. Да что там «намекает»! Прямо говорит!

О чем?

О том, что на картинке мы видим не что иное, как звездную эволюцию. Звездную жизнь. То есть цикл существования звезд от рождения до смерти. Непонятно?

Сейчас объясню.

Если всех людей на планете Земля расположить на похожей диаграмме, только вместо яркости взять рост, а вместо цвета – вес человека, получится весьма похожая диаграмма.

Главная последовательность людского населения планеты.

Что можно сказать, глядя за эту диаграмму, которая является, так сказать, мгновенным срезом всего населения планеты? А из этой вневременной диаграммы (шкалы времени нет ни на одной оси) можно тем не менее сделать некоторые выводы, связанные со временем, то есть с эволюцией каждого конкретного человека во времени.

Мы видим на диаграмме, что все люди располагаются на ней не по всей плоскости, хаотично заполняя ее, а с некоторым разбросом группируются в определенной области, напоминающей бумеранг. Почему? Да ясно почему! Потому что люди рождаются маленькими и, соответственно, легонькими. Затем они растут до взрослого состояния, быстро набирая вес, а потом расти перестают и, хотя вес продолжают набирать, толстеют они уже не так быстро, как тяжелеет растущий организм. Поэтому «бумеранг» и переламывается. Иными словами, на Главной последовательности людей отчасти видна их жизнь: они рождаются, растут, а потом помирают. Конечно, рост и вес у всех людей разные, но все-таки они заключены в некоторые видовые пределы – выше жирафа еще ни один человек не вырос и тяжелее слона не стал. У жирафов и слонов была бы своя Главная последовательность.

Точно так же и со звездами. Астроном, глядя на Главную последовательность звезд, расскажет, как рождаются, живут и умирают звезды. Правда, на диаграмме Герцшпрунга-Рессела виден не один «вид» звезд, а несколько, но принципиальной картины это не меняет. Основной массив звезд Вселенной сосредоточен аккурат на Главной последовательности.

О том, как звезды рождаются, что с ними происходит после смерти и чем это нам грозит, мы поговорим попозже, а сейчас нам нужно покончить с некоторыми формальностями.

Глава 2. Карты звездного неба. Тузы и шестерки

По какой-то загадочной причине популярные книжки об астрономии и астрономические учебники в значительной своей части заполнены рассказами о созвездиях и наблюдении звездного неба с помощью телескопа. На мой же взгляд – это самое скучное, что нам нужно знать о Вселенной. Когда-то знания звездного неба были важны для мореплавателей и путешественников, чтобы ориентироваться по звездам. А нам с вами, в эпоху навигаторов и самолетов, это все без надобности. Современному горожанину нужно иметь только самое общее представление о небе – чтобы ориентироваться в женских журналах, где печатают гороскопы, поскольку там упоминаются созвездия. Гораздо важнее знать и понимать, как устроены звезды и мир в целом. Правда, это уже, скорее, астрофизика, нежели астрономия, но, ей-богу, рассказы о созвездиях всегда вызывали во мне такую скучищу, что я здесь ограничусь только самым необходимым минимумом. Я прав?

Ну в самом деле, вам надо знать, в каком созвездии находится Солнце в сентябре? Или в чем отличие телескопа-рефрактора от телескопа-рефлектора? А какой астроном в каком году какую комету открыл – надо знать? Все равно через пять минут забудете! И я бы с удовольствием вам об этом ничего не рассказал. Но мне страшно! Все ведь рассказывают, а я должен против всех идти, что ли?

Ладно, из одного только опасения расскажу про созвездия. Но очень вкратце, дабы не нагонять на вас печаль.

Итак…

Если взять уже знакомую нам пыльную кошму или, допустим, старое солдатское одеяло, которое не жалко, и использовать его в качестве астрономического прибора уже известным нам способом, а именно – уйти ночью в безлюдную степь и расстелить покрывало на земле, улечься спиной и вперить взгляд в небо, – то что мы увидим?

Настоящий планетарий!.. Вы, кстати, были в планетарии когда-нибудь? Если вы ребенок и в вашем городе планетарий есть, возьмите ближайшего родителя за ленивую руку и немедленно велите ему отвести вас в это солидное учреждение. Если в вашем городе планетария нет, задача усложняется. Тогда родителю необходимо сказать примерно такую фразу:

– Нам необходимо срочно ехать в Москву!..

Далее расскажите про планетарий и объясните, что мероприятие по его посещению закроет многочисленные пробелы в вашем воспитании.

Ну а если вы взрослый человек и до сих пор не были в планетарии, тут я вам ничем помочь не могу. Это к психиатру. Есть, правда, шанс, что вы туда попадете после того, как, прочтя сию книгу, передадите ее своему чаду, и оно замучает вас требованиями планетария.

Как можно не побывать в планетарии! Ведь там белым днем показывают ночное небо со звездами! Прямо на купол проецируют, и это хорошо.

Абсолютная иллюзия звездного неба! Потому что настоящее небо тоже воспринимается нами как огромный полусферический экран, черный бархат которого усыпан сверкающей пылью звезд. Они раскиданы по небесному экрану совершенно хаотически, но если приложить фантазию, можно попытаться придумать, на что похожа та или иная группа звезд.

Именно этим и занимались когда-то древние люди от нечего делать. Поэтому с давних пор разные группы звезд условно объединены в сообщества, именуемые созвездиями. Названия некоторых созвездий вы наверняка слышали – Большая Медведица, Стрелец, Рак, Скорпион, Дева…

Вообще, для правильного эмоционального настроя на разговор о таких романтических вещах, как созвездия, вам нужно отложить на три минуты эту книгу, найти в интернете и прослушать песню «Большая медведица» в исполнении Муси Тотибадзе. Ну а если поблизости интернета нет, придется читать дальше «насухую».

Некоторые созвездия. Как видите, их названия вполне условны.

Ни на какую медведицу, конечно, созвездие Большой Медведицы не похоже, оно похоже на ковш.

Запоминать названия созвездий, а также звезд, в них входящих, нет никакой нужды. Достаточно запомнить только очертания ковша Большой Медведицы, это может вам понадобиться для поиска Полярной звезды. Полярная звезда, как видно из ее названия, расположена прямо над северным полюсом, на нее направлена ось вращения Земли. Так что, если вы без компаса заблудились ночью там, где не висят на домах названия улиц и не у кого спросить дорогу, сориентироваться по сторонам света вам поможет Полярная. Она всегда указывает на север. Тут главное, чтобы, узнав, где север, вы еще знали, в какую сторону вам надо идти домой. А для этого, прежде чем заблудиться, примечайте, куда вы пошли от дома – на юг или на север (днем это можно сделать по Солнцу). Если пошли на юг, возвращаться обратно нужно будет к северу и наоборот, что понятно. Ясно также, что ситуация эта чисто гипотетическая. Вряд ли вы пойдете ночью в лес за грибами, а днем звезды все равно не видны. И даже если вы заблудитесь днем и будете блуждать по лесу, пока не стемнеет, вряд ли вы продолжите делать это ночью, даже найдя Полярную звезду. Лучше уж заночевать и утром продолжить блуждания, чем впотьмах напороться глазом на сучок. Не так ли?

Короче, я не знаю, зачем городским людям учебники астрономии советуют искать эту несчастную Полярную звезду. Скорее всего она вам понадобится не для того, чтобы определить, где север, а исключительно для того, чтобы, повзрослев, показать своей девушке, покорив ее сердце обширными знаниями в области астрономии. А если вы девочка, то и вовсе она вам не нужна – вам ее покажет ваш будущий ухажер.

Однако, утаить подробности поиска Полярной звезды, раз все остальные авторы астрономических книжек про это рассказывают, я не могу. Скажут еще, что я дурачок! Зачем мне такая слава? Поэтому внимайте!

Для того чтобы найти на небе Полярную звезду, нужно сначала отыскать ковшик Большой Медведицы и отсчитать от него… Впрочем, сколько и в каком направлении отсчитать, ясно из рисунка ниже.

Только учтите, что, если вы выйдете из дома за грибами и заблудитесь в Южном полушарии, это вам не поможет: в Южном полушарии нашей планеты Полярная звезда не видна, там видны совсем другие созвездия. О них мы говорить не будем: так далеко грибники редко уходят.

Самые известные созвездия называют зодиакальными. Они расположены в плоскости эклиптики и их всего 12, по числу месяцев. Где они располагаются на небе, ясно из рисунка ниже. Эти созвездия очень любят гадатели по звездам – астрологи.

Отсчитайте пять расстояний между двумя звездами, образующими переднюю стенку ковша по линии, соединяющей эти звезды. И вы упретесь в Полярную звезду. Которая располагается в ручке малого ковшика, каковой именуется созвездием Малой Медведицы.

А сколько вообще не небе созвездий? Это несложно запомнить – 88. Причем по названиям этих созвездий можно понять, когда придуманы их названия. Скажем, старейшие созвездия – обе Медведицы, Стрелец, Телец, Рак, Лев, Водолей и т. д. Их назвали так тысячи лет тому назад. А вот в названиях таких созвездий, как Часы, Микроскоп, Секстант, Насос, Циркуль, Телескоп и пр. уже чувствуется дыхание современности. Больше таких названий, конечно, в Южном полушарии планеты, поскольку цивилизованные европейцы попали туда только сравнительно недавно, в эпоху Великих географических открытий, уже имея на руках приличный научный инструментарий.

Зодиакальные созвездия и их расположение относительно Солнечной системы. Когда Солнце располагается напротив созвездия Льва, например, как на рисунке, говорят, что Солнце находится во Льве. Потом Земля повернется, и Солнце окажется в Деве.

В свое время церковники попытались было испортить всю эту красивую и поэтическую картину звездного неба, переименовав старые созвездия на свой идеологический лад – например, созвездие Овна назвать Апостолом Петром и т. д. Но это еще не все! Солнце они хотели переименовать в Иисуса Христа, Венеру в Иоанна Крестителя, а Луну – в Деву Марию, в полном соответствии со своей церковной мифологией. По счастью, проект глобального переименования неба и небесных тел не состоялся. И не состоялся тоже по идеологическим причинам: иначе пришлось бы говорить, что Иисус Христос закатился за горизонт или что во время затмения Дева Мария затмила Христа.

Случались и другие попытки реформирования неба, уже на научный лад. Так в двадцатых годах прошлого века были попытки «переделить» небо – на Международном астрономическом съезде 1922 года некоторые делегаты предлагали отказаться от стихийно сложившейся небесной «застройки» и просто и незатейливо разбить небо на квадраты, пронумеровав их. Но астрономическое сообщество на это не пошло, оставив на небесах ставшую привычной небесную чехарду с созвездиями.

Ну, вот, пожалуй, и все, что вам нужно знать про созвездия. А теперь переходим к делам в тыщу раз боолее интересным.

Глава 3. Люди сделаны из звездной пыли

В названии этой главы нет никакого преувеличения, это вовсе не поэтическая фраза. Это строгий научный факт – практически все химические элементы, из которых выстроено наше тело, произведены звездами. В нашей крови, например, есть железо, придающее крови красный цвет… В нас полно углерода, составляющего основу жизни… Есть фосфор, азот, хлор… На 70 % наше тело состоит из воды, то есть водорода и кислорода… Да внутри нас – почти вся таблица Менделеева!

А ведь изначально в молодой Вселенной были только простейшие вещества – водород да гелий. Откуда же взялись сложные химические элементы? Они наработаны в термоядерных реакторах, имя которым – звезды. И вот тут нам придется сделать небольшой экскурс в физику. Граждане и гражданки, которые читали мою книгу «Физика на пальцах», про это уже знают, а для остальных мне придется повториться. Повторенье – мать ученья. И оно не будет лишним даже для тех, кто упомянутую книгу читал.

Для того, чтобы понять Вселенную в макромасштабе, с ее огромными звездами, невообразимыми расстояниями и скопищами галактик, нам придется нырнуть в микромир – мир самых крохотных частиц. Потому что из них и состоит Вселенная.

Вы готовы совершить это увлекательное путешествие в глубины материи? Если да, ныряем! Только воздуху набрать не забудьте…

Вы, конечно, слышали об атомах. Атомы – самые мельчайшие неделимые частички вещества. Например, самая маленькая крупинка золота, которая только возможна. Почему я для примера выбрал золото? Не только потому, что золото (как и все прочие химические элементы) родилось в недрах звезд, но и потому, что я очень люблю золото. А кто не любит? Кроме того, золото – простое химическое вещество, такие вещества называют химическими элементами. Химических элементов, то есть простых веществ в мире меньше сотни. Они все собраны в особую табличку, которая называется таблицей Менделеева. Золото и все прочие металлы, а также углерод, азот, кислород, фосфор, сера и др. – это примеры простых веществ, то есть химических элементов.

Кроме простых веществ, коих меньше сотни, практически все, что вас окружает в комнате и в мире – это вещества сложные. Они сделаны из простых, то есть из химических элементов, и представляют собой сборные конструкции. Например, соль у вас на столе в солонке сделана из двух элементов – металла натрия и газа хлора (найдите их в таблице Менделеева). Химическая формула поваренной соли так и читается – «натрий хлор» (NaCl).

Вода сделана из двух простых газов – кислорода и водорода.

И если самая мелкая неделимая частичка простого вещества (химического элемента) называется атомом, то самая мелкая частичка сложного вещества, например соли или воды, называется молекулой.

Еще раз: самая мелкая неделимая частичка простого вещества – атом. Самая мелкая неделимая частичка сложного (сборного) вещества – молекула.

А почему я назвал ее неделимой, если она сборная? Ну, вот, например, молекула воды, то есть самая маленькая частичка воды, которая только возможна, собрана, как конструктор, из двух атомов водорода и одного атома кислорода (химики записывают это так: Н

О). Если она собрана, так ее и разобрать можно! А дядя-автор почему-то говорит, что молекула воды неделима.